Chaocipher
Шифруйте и расшифровывайте Chaocipher — динамический шифр замены, изобретённый John F. Byrne в 1918 году и хранившийся в секрете до 2010 года. Два алфавита располагаются на условных дисках и переставляются после каждой буквы, поэтому каждая буква шифруется под заново перетасованным алфавитом. Редактируйте оба начальных алфавита, переключайтесь между шифрованием и расшифровкой и наблюдайте, как поворачиваются диски. Всё работает в вашем браузере.
Левый диск (шифр)
Правый диск (текст)
Каждый диск должен содержать каждую букву от A до Z ровно один раз. Два начальных расположения являются ключом, поэтому отправитель и получатель должны использовать одну и ту же пару. По умолчанию используются классические алфавиты Exhibit 1 от Byrne.
Введите текст выше, чтобы увидеть здесь результат Chaocipher.
Как пользоваться Хаосайфер
- 1
Выберите шифрование или расшифровку
Выберите «Шифровать», чтобы превратить открытый текст в шифртекст Chaocipher, или «Расшифровать», чтобы восстановить открытый текст из шифртекста. Одни и те же начальные алфавиты используются в любом случае.
- 2
Задайте два начальных алфавита
Введите алфавиты левого диска и правого диска, каждый из которых является перестановкой всех 26 букв. Они являются ключом, поэтому используйте ту же пару, что и ваш корреспондент, или оставьте классические значения Exhibit 1 по умолчанию, чтобы воспроизвести пример Byrne.
- 3
Введите или вставьте свой текст
Введите сообщение, которое хотите преобразовать. Шифр работает автоматически по мере набора, находя каждую букву на одном диске и считывая результат с другого, затем переставляя оба диска.
- 4
Прочтите, скопируйте и поделитесь
Прочтите результат, затем скопируйте его, скачайте в виде текстового файла или поделитесь ссылкой, которая снова открывает инструмент с вашими точными алфавитами, направлением и текстом. Всё остаётся в вашем браузере.
Как устроен Chaocipher
Что такое Chaocipher?
Chaocipher — это полиалфавитный шифр замены, изобретённый ирландско-американским предпринимателем John F. Byrne в 1918 году. Его определяющая идея в том, что шифр переставляет сам себя по ходу работы: два алфавита располагаются на паре условных дисков, и после каждой отдельной буквы оба алфавита переставляются. Поскольку каждая буква шифруется под заново перетасованным алфавитом, одна и та же буква открытого текста почти никогда не даёт одну и ту же букву шифртекста дважды, что стирает закономерность частот букв, которая взламывает более простые шифры.
Byrne был убеждён, что его метод одновременно невзламываем и достаточно прост, чтобы поместиться в нагрудном кармане. Он описал его в своей автобиографии 1953 года Silent Years и предложил денежное вознаграждение любому, кто сможет решить его сообщения-вызовы, но так и не раскрыл, как он работает. Алгоритм оставался загадкой более девяноста лет. Лишь в 2010 году, после того как семья Byrne передала его бумаги и работающую модель в National Cryptologic Museum, Moshe Rubin восстановил и опубликовал точный метод.
Как работает Chaocipher
Ключ — это пара алфавитов по 26 букв, по одному на каждый диск. Левый диск содержит шифралфавит, а правый диск содержит открытый алфавит. Чтобы зашифровать букву, найдите её в правом диске и считайте букву на той же самой позиции в левом диске. Чтобы расшифровать, вы делаете обратное: находите букву шифртекста в левом диске и считываете открытый текст с той же позиции в правом диске. Два диска должны начинаться в одинаковом расположении у отправителя и получателя.
То, что превращает это из обычной замены в Chaocipher, — это происходящее далее. После того как каждая буква зашифрована, оба диска переставляются фиксированным набором ходов, поэтому алфавиты, шифрующие вторую букву, уже не те алфавиты, что шифровали первую. Именно из-за этого самоизменяющегося поведения Byrne назвал его хаотическим. Обрабатываются только 26 букв; пробелы, знаки препинания и другие символы проходят насквозь без изменений и не поворачивают диски, а регистр букв сохраняется.
Разобранный пример
Используйте классические алфавиты Exhibit 1 из собственных бумаг Byrne: левый диск HXUCZVAMDSLKPEFJRIGTWOBNYQ и правый диск PTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHWXUMC. Зашифруем сообщение WELLDONEISBETTERTHANWELLSAID. Для первой буквы найдите W в правом диске и считайте букву, которая выстраивается в левом диске, — это O. Затем оба диска переставляются, и следующая буква E шифруется под новым расположением. Продолжая по всему сообщению, получаем шифртекст OAHQHCNYNXTSZJRRHJBYHQKSOUJY.
Чтобы расшифровать, начните оба диска с того же расположения Exhibit 1 и проделайте зеркальный процесс: найдите каждую букву шифртекста в левом диске и считайте открытый текст с той же позиции в правом диске, переставляя оба диска после каждой буквы. Подача OAHQHCNYNXTSZJRRHJBYHQKSOUJY возвращает WELLDONEISBETTERTHANWELLSAID. Обратите внимание, что повторяющиеся буквы в WELL не повторяются в шифртексте, потому что к моменту, когда шифр до них доходит, диски уже сдвинулись.
Как переставляются два диска
Перестановка использует две опорные точки на каждом диске: zenith — первую позицию, и nadir — четырнадцатую позицию. Для левого диска сначала поверните его так, чтобы только что зашифрованная буква переместилась в zenith. Затем выньте букву, стоящую теперь на одно место дальше zenith, сдвиньте блок букв оттуда вниз до nadir на одно место в сторону zenith и опустите извлечённую букву обратно в освободившуюся ячейку nadir.
Правый диск двигается похожим, но слегка смещённым образом. Сначала поверните его так, чтобы буква на одно место правее буквы открытого текста достигла zenith. Затем выньте букву, стоящую на два места дальше zenith, сдвиньте блок оттуда вниз до nadir на одно место в сторону zenith и вставьте извлечённую букву обратно в nadir. Эти небольшие, фиксированные перестановки применяются после каждой буквы, и поскольку они детерминированы, получатель воспроизводит в точности те же движения дисков при расшифровке.
Загадка Byrne
Десятилетиями Chaocipher был одной из самых дразнящих головоломок криптографии. Byrne был близким другом James Joyce и появляется в произведениях Joyce, что лишь добавляло интриги, когда в Silent Years он посвятил целую главу шифру, за который, по его утверждению, правительства заплатили бы целое состояние. Он напечатал тексты-вызовы, включая знаменитый Exhibit 1 с его открытым текстом и шифртекстом бок о бок, и бросил миру вызов восстановить его метод по ним. Никто публично не преуспел при его жизни.
Головоломка была наконец решена благодаря сотрудничеству сына Byrne и сообщества историков. В мае 2010 года семья передала материалы Chaocipher от Byrne, включая физическую модель, в National Cryptologic Museum, и вскоре после этого Moshe Rubin разобрал и опубликовал алгоритм в своей работе Chaocipher Revealed. Раскрытие показало, что карманное устройство Byrne действительно реализовывало динамическую двухдисковую схему, описанную здесь.
Насколько стоек Chaocipher?
Для ручного шифра своей эпохи Chaocipher по-настоящему умён. Поскольку оба алфавита меняются после каждой буквы, прямой подсчёт частот шифртекста почти ничего не раскрывает, а короткое сообщение выдаёт очень мало о начальных алфавитах. Это динамическое поведение на десятилетия опережало шифры с фиксированной таблицей, такие как Vigenère, которые были стандартом, когда Byrne его придумал.
Однако по современным меркам он не безопасен. Правила перестановки фиксированы и общеизвестны, поэтому единственный секрет — это пара начальных алфавитов, и настойчивый аналитик с достаточным количеством известного открытого текста, именно то, что Byrne предоставил в своих экспонатах, может восстановить эти алфавиты и раскрыть систему. Chaocipher долгое время сопротивлялся случайным решателям главным образом потому, что сам метод держался в секрете, а не потому, что он мог выдержать настойчивый современный криптоанализ.
Надёжен ли Chaocipher?
Нет. Chaocipher — это увлекательная часть истории криптографии и замечательный учебный пример самоизменяющегося шифра, но он не даёт настоящей защиты от современного анализа. Его безопасность во многом зависела от сокрытия алгоритма, и как только метод известен, начальные алфавиты можно восстановить из достаточного количества зашифрованного текста.
Сегодня Chaocipher ценят за его историю и его механизм, а не за сокрытие чего-либо. Это любимец головоломок, эскейп-румов и соревнований capture-the-flag, и он вознаграждает всякого, кому любопытно, как криптография развивалась от фиксированных замен к последовавшим за ними динамическим системам. Для защиты настоящей информации вам следует вместо этого полагаться на современные, хорошо проверенные алгоритмы, такие как AES.
Часто задаваемые вопросы
Что такое Chaocipher?
Как работает Chaocipher?
Каков ключ для Chaocipher?
Можете показать пример Chaocipher?
Как меняются диски после каждой буквы?
Почему Chaocipher знаменит?
Кто решил Chaocipher и когда?
Чем Chaocipher отличается от шифра Vigenère?
Меняет ли шифр пробелы и знаки препинания?
Как мне расшифровать сообщение Chaocipher?
Надёжен ли Chaocipher?
Загружается ли мой текст на сервер?
Похожие инструменты
Продолжайте работу с этими удобными инструментами